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题型:科普阅读题 难度:0.65 引用次数:62 题号:21422157
请阅读《储能新星——飞轮储能》,并回答问题。

储能新星——飞轮储能


飞轮储能是一种机械储能方式,飞轮储能装置突破了化学电池的局限,用物理方法实现储能。
典型的飞轮储能系统由飞轮、轴承、电机、电力转换器和真空室5个主要组件构成。如图所示。飞轮是飞轮储能系统中的核心部件,飞轮的质量越大、转速越高,储能越多。当飞轮在高速旋转时,会受到极大的离心力作用,所以一般采用高强度碳纤维复合材料来制作,碳纤维复合材料的抗拉强度是高强度钢材的5倍以上,最大限度地增加飞轮储能系统的储能量。轴承的作用是支撑飞轮运动,为了减少爱电设备的旋转摩擦损耗,所以一般都采用磁悬浮轴承。内置电机是互逆式双向电机,它既是电动机也是发电机,在充电时给飞轮加速,飞轮以机械能的形式把能量储存起来;之后,电机维持一个恒定的转速,直到接收到一个能量释放的控制信号;当放电时,它给外围设备供电,此时飞轮的转速不断下降;而当飞轮空闲运转时,装置则以最小损耗运行。电力转换器的作用是提高系统的灵活性和可控性,并将输出电能变换为满足供电要求的电能。真空室的主要作用是提供真空环境,降低电机运行时的风阻损耗。
飞轮储能系统具有高效能转换和高能量密度的特点,能够快速储存和释放能量,寿命较长,可以工作数十年,由于其没有机械接触,具有较高的可靠性和稳定性不会产生污染物和温室气体等有害物质。但是,也有成本高、占用空间大、重量大等劣势需要改善和克服。飞轮储能技术在铁路、城市轨道交通、航空航天、国防军工、医疗等领域广泛应用,市场前景广阔。

请根据上述材料,回答下列问题:
(1)飞轮储能系统充电时,完成______能到机械能的转换,储存能量;放电时,内置电机作为______(选填“电动机”或“发电机”)运行;
(2)下面关于飞轮储能说法正确的是(        )
A.飞轮储能是以化学能的形式把能量储存起来
B.飞轮转子一般采用高强度钢材以最大限度地增加飞轮的储能量
C.真空室的主要作用是提供真空环境,降低电机运行时的风阻损耗
D.飞轮充电后,电机停止运转,直到接收到能量释放信号,再给外围设备供电
(3)根据文中信息,写出飞轮储能的优势(至少两点)。______

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2023-02-18更新 | 143次组卷
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A.只要有风,机组就能产生电能
B.风速过大,机组不会产生电能
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D.风速在一定范围内,机组产生的电功率可能不变
(5)下表给出了在不同风速下某风机获得的能量:

平均风速(m/s)

5

10

15

20

1s内获得的能量(×104J)

1

8

27

64

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共享单车
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单车的车锁内集成了嵌入式芯片、GPS定位模块和SIM卡等,便于监控单车的具体位置和状态,其工作原理如图所示.用户可使用手机下载单车APP,查看并找到单车的位置,然后用手机扫描车身上的二维码,通过手机网络发送电磁波到云端请求解锁,云端收到请求后识别该车辆并发云铃系统送解锁指令,单车执行解锁指令自动开锁,用户便可以开计费结果与信息始骑行,手机APP就显示计睦、计价等信息.
此外,此种单车的第一次代,当用户在骑行过程中踩动状态和定位上报脚踏板,可将机械能转化为电能,为车内蓄电池充电,以满足单车定位和自动开锁等过程中的用电需要.
请根据上述材料,回答下列问:
(1)此种单车和手机之间是利用____________传递信息的.若此早种单车使用的GPS信号的频率是1800GHz,而手机中蓝牙通信信号(电磁波)的频率2.4GHz,则该GPS信号的波长_________手机蓝牙通信信号的波长.(选填“大于”或“小于”)
(2)此种单车的第一代,在骑行过程中可将机械能转化为电能,是利用________________现象实现的.
(3)当手机扫描二维码时,下列说法正确的是_________
A.扫描时手机接收到的信号时利用了次声波               B.二维码位于摄像头的一倍焦距以内
C.二维码是光源                                                       D.摄像头相当于凸透镜
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(5)李嘉轩放学回家途中把自行车骑得飞快,妈妈看见后警告他说“以后骑自行车慢点,不然很危险”,用所学物理知识解释:______________________________
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